Obrigado @supermathie, agradeço muito! 
Então, tentei aplicar a segunda linha, mas parece que não está funcionando. Retornou muitos registros como:
id: 1234,
user_id: 1234,
custom_upload_id: nil,
gravatar_upload_id: nil,
last_gravatar_download_attempt: Thu, 07 May 2015 09:40:35 UTC +00:00,
created_at: Thu, 07 May 2015 09:40:35 UTC +00:00,
updated_at: Thu, 07 May 2015 09:40:36 UTC +00:00>,
Encontrei um com custom_upload_id definido para um ID e localizei o perfil do usuário usando: User.find_by(id: 123456)
Ao visualizar o perfil dele, no entanto, o avatar ainda está vazio. Além disso, percebi que não houve novos uploads para o S3 recentemente (nenhum nas últimas 6 horas). Então, acho que imagens otimizadas não estão sendo geradas como resultado.
A boa notícia é que, ao buscar um avatar via comando do Rails:
User.find_by_username('username').uploaded_avatar
source
Os registros parecem corretos e os URLs de todos os links do S3 que verifiquei até agora funcionam. Os registros são consistentes com outra instância que sempre usou o S3 desde o início.
Depois, ao usar:
OptimizedImage.where(upload_id: upload_id).where(version: 2)
Na instância anterior, vejo várias imagens otimizadas. Mas na nova instância, não há registros. O que parece correto. Para aquele usuário com custom_upload_id definido, parecem existir imagens otimizadas para ele no S3, mas esses registros são de dias atrás.
Então, parece que preciso apenas encontrar uma maneira de disparar a geração das imagens de avatar otimizadas.
A nova instância está atualmente em modo somente leitura. Não sei se isso pode ser um fator. Reassentar posts parece ter funcionado bem no modo somente leitura.
Edição: Vejo muitos jobs no Sidekiq para criar miniaturas de avatar 
Então, talvez eu só precise sair do modo somente leitura para permitir que eles sejam processados. Vou atualizar.